中溫瀝青

瀝青是煤焦油連續(xù)蒸餾的殘液部分，產(chǎn)率為54～56%，因此在生產(chǎn)工業(yè)萘等過程中產(chǎn)生。

中溫瀝青(英文名稱：Soft Pitch)是焦油蒸餾殘液部分，產(chǎn)率占焦油的54～56%，它是由三環(huán)以上的芳香族化合物和含氧、含氮、含硫雜環(huán)化合物及少量高分子碳素物質組成。瀝青組分的分子量在200～2000之間，最高可達3000。中溫瀝青是根據(jù)軟化點不同劃分的。軟化點為65～90℃為中溫瀝青。

中溫瀝青用于制油氈、建筑物防水層、高級瀝青漆等，也是制取瀝青焦或延遲焦及改質瀝青的原料。冶煉瀝青焦的原料：作碳素電極，電解鋁陽極的粘合劑：用于鋪路防水材料：油氈涂料：生產(chǎn)電池和作耐火材料的粘結劑。2100433B

1.煤焦油蒸餾與中溫瀝青

中溫瀝青是煤焦油蒸餾的殘余物，在過去很長一段時間，我國石墨電極生產(chǎn)是用中溫瀝青作為粘結劑的，仍然以中溫瀝青為主。從粘結劑的立場考慮，研究煤焦油蒸餾對中溫瀝青性能的影響是很有意義的。

2.煤焦油蒸餾前的準備

(1)焦油質量的均合

對于焦油加工廠來說，焦油最重要的性質是喹啉不溶物(QI)、水和灰分含量，因為它們會影響焦油蒸餾操作穩(wěn)定和蒸餾殘液瀝青的質量。

所有的焦油加工廠都不會加工一座焦爐(或一個焦化廠)產(chǎn)的焦油，不同來源的焦油在組成、比重、QI、水和灰分等方面均有較大差別。焦油QI含量波動大于1.5%，中溫瀝青QI含量波動在3%左右，對其應用和改質瀝青生產(chǎn)會帶來不利影響。焦油在加工前進行均質，是非常有意義的。

(2)焦油的脫水、脫渣

焦油在蒸餾前必須除去水分和所含的鹽類，因為它們對焦油蒸餾過程及產(chǎn)品的質量是有害的。

焦油中含有大量水時，灰分會增加。當焦油的水分達4%時，灰分波動于0.08～0.09之間，當含大量的水量，灰分可增加到0.12～0.14%，這使焦油不適合用于制取電極用粘結劑瀝青。

焦油中的鹽類不出去，會腐蝕蒸餾設備，焦油脫鹽是在焦油最終脫水之前加入8～12%的碳酸鈉溶液。加入的鈉在焦油蒸餾時完全殘留在瀝青中變成灰分，若除去0.1克/公斤焦油中的固定銨鹽，瀝青灰分約增加0.08%。瀝青中的鈉離子對炭素制品生產(chǎn)是不利的。

(3)煤焦油中含有少量的機械雜質，來源于煤煉焦時碳化室的耐火材料、煤粉、焦粒等。這部分機械雜質在焦油蒸餾時全部殘留的瀝青里，這部分固體物質在瀝青的組成中以QI形式存在，并稱為攜帶QI，對煤瀝青的應用是不利的。

3.間歇式焦油蒸餾

焦油間歇蒸餾有常壓蒸餾和減壓蒸餾兩種流程，為裝料、加熱、分餾和排放瀝青等操作依次周期性進行的蒸餾過程。

間歇蒸餾由于物料保溫時間長，生產(chǎn)的中溫瀝青樹脂含量高，瀝青產(chǎn)率也高，可達60%。問歇蒸餾結束后，可對蒸餾殘液(中溫瀝青)繼續(xù)進行加熱處理，直接得到軟化點為100～115℃的改質瀝青。

間歇焦油蒸餾一般不進行脫鹽操作，瀝青中鈉離子含量明顯降低。但是各周期所生產(chǎn)的中溫瀝青軟化點波動范圍相對大一些。由于間歇蒸餾存在各餾分質量不易控制、主要化工產(chǎn)品收率低、能耗高、加工能力低等缺點，限制發(fā)展。

4.連續(xù)式焦油蒸餾

連續(xù)式焦油蒸餾工藝流程有多種，國內(nèi)外差異較大，不同工藝流程得到的煤瀝青質量也存在一定差異。

(1)國內(nèi)連續(xù)式焦油蒸餾工藝也有多種方式，區(qū)別主要在于化工產(chǎn)品的提取和分離上，中溫瀝青的生產(chǎn)基本相同。

經(jīng)靜止脫水后的焦油，用一段泵送至管式加熱爐對流段(或專用焦油加熱器)，在泵前加入8～12%的碳酸鈉溶液進行脫鹽，至此，焦油被加熱到120～130℃進入一次蒸發(fā)器進行最終脫水，塔頂蒸出的100～110℃輕油和水經(jīng)冷凝冷卻后進入油水分離器進行油水分離。塔底脫水后的焦油流入無水焦油槽，由二段泵送至管式加熱爐的輻射段加熱至380～400℃后進入二次蒸發(fā)器，塔底排出中溫瀝青，其余組分進入下道工序提取后種化工產(chǎn)品。

這種工藝制取的中溫瀝青與間歇式蒸餾相比，由于在高溫下停留時間短(約15分鐘)，其甲苯不溶物含量低；由于最終脫水前加入碳酸鈉脫鹽，不同程度含有鈉離子。其優(yōu)點是軟化點容易控制(可以控制在5℃范圍內(nèi))，為改質瀝青生產(chǎn)的穩(wěn)定打下了基礎，是國內(nèi)普遍采用的一種工藝。

(2)國外工業(yè)發(fā)達國家連續(xù)蒸餾流程比較完善，主要在節(jié)能、環(huán)保方面不斷改進。

有以下幾種流程對瀝青質量起到了改進作用。

a、逐漸加熱焦油的連續(xù)蒸餾，采用這種工藝的主要有呂特式焦油連續(xù)蒸餾和考伯斯式焦油連續(xù)蒸餾。

b、帶瀝青循環(huán)的焦油蒸餾，這種焦油蒸餾工藝在美國、法國和英國都有裝置在運行。

c、煤焦油的改質處理生產(chǎn)優(yōu)質瀝青，典型的方法是切里-特(CHERRY--T流程)法。這幾種焦油蒸餾方法除具節(jié)能等特點外，還具有瀝青在較高溫度下保溫時間長，能生產(chǎn)B-樹脂含量高的粘結劑瀝青。以CHERRY--T法為例，焦油在0.9Mpa壓力400℃溫度下保溫5h，使不穩(wěn)定組分發(fā)生聚合可以得到B-樹脂含量24%左右的優(yōu)質粘結劑瀝青。

d、切取瀝青后加堿工藝，法國IRH公司焦油蒸餾技術。這種工藝是加堿脫鹽在切取瀝青以后進行，因此瀝青不會在生產(chǎn)過程當中增加鈉離子，有利于提高瀝青的質量 。

根據(jù)軟化點的不同，煤瀝青分為低溫瀝青、中溫瀝青、高溫瀝青三類，每類有1號和2號兩個品級。具體指標如下圖：